Расчёт тепловых процессов топки котла
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
речном омывании коридорных пучков труб - по рис. 6.1 [2].
= 1; = 1;
СФ min = 1,08; СФ max = 1,04;
mi n= 84Вт/К•м2 ; max = 89 Вт/К•м2.
ak min = 1 • 1,08 • 84 • 1= 90,72 Вт/К•м2
ak max=1 • 1,04 • 89 • 1 = 92,56 Вт/К•м2
7. Вычисляем степень черноты газового потока по номограмме рис. 5.6. [2]. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину
kps = (kг • rn + kзл• ?) • p • s
где: kг - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами;
kзл ? коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, [2], стр.75
? ? концентрация золовых частиц.
Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков (м)
S = 0,9 • d • (4/• (S1 • S2 / d2 ) -1)= 0,9 • 51 • 10-3 • (4 / 3,14 • (1102 / 512) -1) = 0,213 мn= rn • pn = 0,216 • 0,1 = 0,0216 МПа,
где: p - давление продуктов сгорания в газоходе принимается 0,1 МПа [2], стр.62.
kг=
kг min = (м•МПа)-1
kг max = (м•МПа)-1
kpsmin = 36,48 • 0,0216 • 0,213 = 0,167
kps2 = 33,05• 0,0216 • 0,213 = 0,152
По рис.5.6 [2] определяем степень черноты газового потока
amin= 0,16; amax= 0,14.
8. Определяем коэффициент теплоотдачи , учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м2 •К):
для незапыленного потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива)
= • a • cг,
где: - коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме на рис. 6.4,[2]; а - степень черноты; cг - коэффициент, определяется по рис. 6.4,[2].
Для определения и коэффициента cг вычисляется температура загрязненной стенки (С)
tз = t +t,
где: t - средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле, а для водогрейных - полусумме температур воды на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, С; t - при сжигании газа принимается равной 25С ,[2] стр.78.
t = 195,04 C3= 195,04 + 25= 220,4 Cг min= 0,93 cг max= 0,97.
min= 38 Вт/(м2•K); max= 58 Вт/(м2•K);
min = 38 • 0,93 • 0,16 = 5,65 Вт/(м2•K);
max = 58 • 0,97 • 0,14= 7,87 Вт/(м2•K).
9. Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м2•K):
• (+),
где: - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается
= 1.[2], стр.79.
a1min = 1 • (90,72 +5,65) = 96,37 Вт/(м2•K);
a1max = 1 • (92,56 + 7,87) = 100,43 Вт/(м2•K).
10. Вычисляем коэффициент теплопередачи Вт/(м2•K),
К= •
где: -коэффициент тепловой эффективности, определяемый из табл. 6.1 и 6.2 в зависимости от вида сжигаемого, топлива [2]:
= 0,85
Kmin = 0,85 • 96,37 = 81,915 Вт/(м2•K);
Kmax = 0,85 • 100,43 = 85,366 Вт/(м2•K).
11. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1кг сжигаемого твердого и жидкого топлива (кДж/кг),
Qт = [(K • H • T) / (Bр • 1000 )] •3600
Для испарительной конвективной поверхности нагрева С :
tk - температура насыщения при давлении в паровом котле, определяется из таблиц для насыщенных водяных паров, С
tk = 195,04 С, [1]стр.47:
Tmin = (1000 - 300) / [ln (1000 - 195,04) / (300 - 195,04)] = 344 С
Tmax = (1000 - 500) / [ln (1000 - 195,04) / (500 - 195,04)] = 515 С
Qт min = (81,915 • 63,3 • 344 •3,6) / 459,62 = 13971,05 кДж/кг;
Qт max = (85,366 • 63,3 • 515 • 3,6) / 459,62 = 21792,14 кДж/кг.
12. По принятым двум значениям температуры 1 и 2 и полученным двум значениям Qт и Qб производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строится зависимость Q =f("), показанная на рис.2[приложение]. Точка пересечения прямых укажет температуру продуктов сгораниякп1 , которую следовало бы принять при расчете.
13. Определив температуру кп1 = 370 С, находим по рис.1 [приложение] hкп = 7000 кДж/кг.
14. Количество тепла переданное в первом конвективном пучке
Qкп = • (hкп - hкп + • h0прс )
Qкп = 0,985 • (23500 - 7000 + 0,05 • 392,44) = 16271,89 кДж/кг.
3. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
.1 Конструктивный расчет водяного экономайзера
В промышленных паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 МПа, чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры, а при большем давлении - стальные. При этом в котельных агрегатах горизонтальной ориентации производительностью до 25 т/ч, имеющих развитые конвективные поверхности, часто ограничиваются установкой только водяного экономайзера. В котельных агрегатах паропроизводительностью более 25 т/ч вертикальной ориентации с пылеугольными топками после водяного экономайзера всегда устанавливается воздухоподогреватель. При сжигании высоковлажных топлив в пылеугольных топках применяется двухступенчатая установка водяного экономайзера и воздухоподогревателя.
При установке только водяного экономайзера рекомендуется такая последовательность его расчета:
1. По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты (кДж/кг), которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов:
Qэк=• (hэк-hэк+эк• h0прc)
где - коэффициент сохранения теплоты (табл.5) при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; hэк- энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, определяется из рис.1[приложение ] ?/p>